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三维设计软件使得炼油装置由15个月的工期减少到9个月
作者：Mark Gorman
项目管理部及事业发展部总管
公司：夏普（SHARP）设计有限公司
在设计一套脱气处理装置，以前用二维的设计方法，大概需要15个月，但是应用了三维的设计方法以后，工期减少到9个月。应用三维设计软件可以使材料高度的准确并且能在几个星期内提供一部分信息给施工单位使得施工和详细设计同时进行。它使得详细设计由四个月缩短到两个月。应用三维设计软件使工作量在开始的时候就十分准确，它可以准确的估算出材料和焊点，避免了在投资中考虑一些不明确的因素。
夏普设计有限公司成立于1985年是一个业务面很广的工程公司。公司可以承担机械、土建、仪表、自控、电力以及工艺方面的设计。市场服务包括石化、化工、医药工厂以及电厂、工业建筑等。
前面提到的项目是由夏普设计有限公司设计和施工的一个主要的石油炼制装置。其装置是在炼制过程中产生的气体通过有腐蚀的溶液和硫化氢反应减少硫的放出，因为含硫的气体会形成酸雨。装置包括两个压力塔和一个文丘里洗涤器。塔的直径为24英寸，5英尺高，里面的材料为蒙莱尔合金，用来保证不会受到塔里的气体和溶液的腐蚀。以前夏普设计公司用二维CAD的方法设计这种类型的装置，这就意味着平面图、剖面图以及ISO图都的用手工绘制。因为区域之间的结合（每一张图纸都会和其他的图纸有联系），它需要设计师们之间紧密联系。在施工中会出现很多矛盾，就需要重新绘图。另一个问题是用二维的设计方法在设备和管道布置时经常会有碰撞，这就需要在施工现场解决这类问题。
为了克服这些缺点，公司决定使用三维设计软件。使用三维软件最大的不同是设计师们在项目中一切都要用三维建模。当模型建完后，能够生成所需的平面图、剖面图以及ISO图而不需要另外设计。因为出于同一模型，图纸的连接是可以保证的。一个很重要的优点是设计师们在设计的工程中对整个装置有一个鸟览，他们可以避免碰撞以及其他的问题。
一年以前，夏普设计公司开始留意三维计算机辅助工厂设计软件。开始他们注意到INTERGRAPH公司的PDS软件因为很多用户用它，但是它基于工作站，每一套包括硬件和软件需要50000美金。公司希望工厂设计系统除了能用于工作站上还能用于个人计算机。他们选者了REBIS的OMNE-SERIES计算机辅助工厂设计系统。OMNI-SERIES具有系列优点：能够基于工作站系统，全三维模型，自动生成ISO图和材料表，其价格只有UNIX系统的1/5。
应用新的三维软件，管道工程师参照P&ID在定位每台设备，然后用鼠标或键盘就位管件，标高已经成为三维模型的一部分。在三维空间可以任意视点和角度观看模型。
在软件里，设计师定义的管道具有属性。其管道中心线具有正确的尺寸及等级数据库的属性。OMNI-SERIES包括一个数据库其与等级库里的材料一致。当加入一个管件时，其属性也带到模型中，数据加到项目的数据库中。这些数据可用来生成材料表以及其他的一些报表例如阀门表和管线表，省去用人工方法来做这些报表。
在项目谈判阶段，夏普设计公司根据业主提供的P&ID打造了一个粗模型。粗模型生成图片用来帮助业主理解初步设计。应用粗模型的数据库很快生成了材料表以及安装整个装置所需要的焊点，而不象其他竞争对手仅仅提供一个大概的可能的报价。这些帮助夏普设计公司赢得这个项目，
应用三维设计软件能观看三维模型，可以最优化的设计管路和定位管嘴的位置。使得在众多约束下方便的设计成为可能。在设计的开始我们就可以给承包商一些信息。
项目进展的如此之快，在每个星期的项目进程会议上，夏普设计公司给业主展示他们真实的进度。施工人员通过模型可以个设计者们合理的建议譬如改变泵的位置使之便于维修，他们也可以给出配管的建议使之减少焊点及施工量。这些建议在二维设计方法里是没法实现的，因为对于业主和施工者来说，读懂这些图纸是很费力的事情。
在设计评审会中，业主代表指出一些图纸没有明确的反映出设计意图，这就有必要重新生成这个单元的剖面。如果设计者应用二维的方法设计，那么他就需要重新画这张剖面图，但是在三维模型中，你仅仅选者需要剖面的模型然后选者正确的位置及标高就可以生成剖面图。当这个过程完成时，业主非常惊奇，因为它是如此的简单。
模型在两个月内完成，基本上完成了设计过程，如果应用二维的方法，时间则是它的两倍。然后需要提供平面图、剖面图、和ISO图给施工单位。因为模型在三维空间已经紧密的联系在一起，要生成平面图、剖面图以及详图仅仅需要选者一定的区域生成消隐图。要生成ISO图，需要打开一个视角提供一个二维图纸的视角，这个视角可以旋转任意方向和存为文件，以原始的模型为参考，这样当原始模型改动，他自动会影响ISO图。
在设计的最后阶段，应用三维模型生成平面图和ISO图，生成ISO图时间为1到2个小时，而用二维方法，大概需要10个小时，生成的ISO图已经具有了标高和尺寸的标注以及材料表。它仅仅需要少量时间的校核因为它确保和模型相一致。应用三维方法重要好处就是准确性有很大的提高，平面图和ISO图与模型相互联系用以确保整个项目的各个部分是一致的。
夏普设计公司应用规范的数据库自动生成每张图纸的材料表，设备一览包在三维模型完成时也自动生成。部件的数据信息确保尺寸的连续性和准确性，而材料表包含部件的准确尺寸、描述及数量。最终图纸的校核集中在三维模型上，而在ISO图和材料表仅需要很少的时间。
业主对这个项目非常满意，整个项目时间短、成本低。此外，在工程的前期阶段应用真实的三维模型，业主可以更多的参与设计过程。对于夏普设计公司来说，这个项目提供了应用三维技术改变设计过程的珍贵的体验。基于他的成功，公司决定在将来的设计工作中应用此技术。
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